[发明专利]一种三角形截面聚丙烯腈炭纤维的制备方法

权利要求书

1.一种三角形截面聚丙烯腈炭纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a）以二甲基亚砜为溶剂，聚合单体丙烯腈和衣康酸在溶剂中进行聚合反应，经过脱单、脱泡和过滤后得到纺丝原液；

b）设计三角形孔喷丝板，将三角形孔喷丝板安装在计量泵的出口处，将纺丝原液经计量泵挤出经过空气层后进入凝固浴中凝固成型，经过拉伸后，获得三角形截面聚丙烯腈初生纤维；

c）将聚丙烯腈初生纤维经过水洗、热水牵伸、上油、干燥致密化、饱和蒸汽牵伸、蒸汽热定型和干燥处理后得到三角形截面聚丙烯腈原丝；

d）将步骤C中得到的聚丙烯腈原丝经过预氧化和炭化后得到截面呈三角形的聚丙烯腈炭纤维。

2.根据权利要求1所述的一种三角形截面聚丙烯腈炭纤维的制备方法，其特征在于：所述的凝固浴为二甲基亚砜水溶液，所述的凝固浴的浓度为20～70%，凝固浴的温度为5～75℃，喷头拉伸比为0.5～3.5倍。

3.根据权利要求1所述的一种三角形截面聚丙烯腈炭纤维的制备方法，其特征在于：所述的空气层的高度为3～20mm。

4.根据权利要求1所述的一种三角形截面聚丙烯腈炭纤维的制备方法，其特征在于：所述的步骤c中水洗的温度为50～70℃，热水牵拉温度为70～98℃，拉伸倍率为1.5～5.0，上油工艺中，采用的油为有机硅油剂，上油液浓度为3.5～4.0%，目标上油率为1.0～1.2%，上油温度为20～40℃，干燥致密化的温度为100～130℃，蒸汽牵伸的蒸汽压力为0.1～0.3MPa，拉伸倍率为1.5～4.0；蒸汽热定型的蒸汽定型压力为0.1～0.2MPa，拉伸倍率为0.9～1.1；干燥处理的温度为50～80℃。

5.根据权利要求1所述的一种三角形截面聚丙烯腈炭纤维的制备方法，其特征在于：所述的步骤d中的预氧化处理的温度为220～280℃，预氧化的环境为热空气，所述的预氧化处理的拉伸倍率为1.0。

6.根据权利要求1所述的一种三角形截面聚丙烯腈炭纤维的制备方法，其特征在于：所述的步骤d中的炭化处理包括低温炭化处理和高温炭化处理，所述的低温炭化处理的温度为600～800℃，低温炭化处理的气氛为氮气；拉伸倍率为1.02～1.08；高温炭化处理的温度为1300～1400℃，高温炭化处理的气氛为氮气，拉伸倍率为0.95～1.0。

7.根据权利要求1所述的一种三角形截面聚丙烯腈炭纤维的制备方法，其特征在于：所述的聚合单体丙烯腈和衣康酸的质量为比99.4：0.6，经过聚合反应得到的聚合物的分子量为15～20万，浓度为15～25%的纺丝原液。

8.根据权利要求1所述的一种三角形截面聚丙烯腈炭纤维的制备方法，其特征在于：所述的三角形孔喷丝板的三角形孔为等边三角形，三角形孔喷丝板的拉伸比为0.5～3.5倍。